一种电池的制备方法及制得的电池技术

本发明专利技术公开一种电池的制备方法，涉及电池技术领域，本发明专利技术包括以下步骤：(1)制备卷芯或叠芯：将正极活性材料涂覆在正极集流体上，将负极活性材料涂覆在负极集流体上，进行辊压和烘干，分别制得正极极片和负极极片，将制得的正极极片、隔膜、负极极片依次卷绕或层叠呈卷芯或叠芯；(2)将制得的卷芯或叠芯置于模具中，注入封装剂的前驱体进行封装，注入电解质，待前驱体聚合后，即制得电池。本发明专利技术还提供上述制备方法制得的电池。本发明专利技术的有益效果在于：本发明专利技术使用柔性、防水、散热和阻燃材料对卷芯、叠芯进行封装，在源头上使制得的电池具有优异的防水性、散热性、阻燃性和柔性。

【技术实现步骤摘要】
一种电池的制备方法及制得的电池
本专利技术涉及电池制备
，具体涉及一种电池的制备方法及制得的电池。
技术介绍
人类生活进入20世纪后，人类进入了电器时代。电成为了人类现代文明社会不可或缺的一部分，为了方便的存储电力，人类先后专利技术了许多的储能器件。例如，干电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池。特别是进入21世纪以后，储能器件由原来只给电子元器件供能，发展为消费电池(应用于消费电子元器件的储能器件)、动力电池和储能电池。随着社会的发展，对储能器件的性能要求也越来越多。在消费电子领域，越来越多的便携式电子元器件在人类的生活中扮演着日益重要的角色，因此希望储能器件具有良好的柔性。例如，小米的手环、apple的智能手表、智能衣服和各种头戴式耳机。目前这些电子设备都是使用的传统的锂电池进行供能。但是传统的电池为了满足性能要求只能将电池做小，从而造成的影响就是这些便携式电子元器件的待机时间很短，经常需要充电。在动力电池领域，目前使用锂电池、镍氢电池和铅酸电池作为动力电池。动力电池由于使用场景的特殊性，对电池的散热性、防水性、阻燃性和安全性要求很高。因此，人们急需一种方法可以制备出具有良好柔性，散热性、防水性、阻燃性的储能器件。目前的市场上的电池一般采取四种封装方式包装：圆柱、方形、扣式和软包。其中封装材料使用钢壳、铝壳和铝塑膜对储能器件进行封装。采用钢壳、铝壳的电池散热性和阻燃性一般，因此目前使用钢壳、铝壳封装的锂电池作为动力电池的新能源汽车的电池系统的散热性能较差需要配备一个体系复杂的散热系统，也经常发生自燃事件。采用钢壳、铝壳和铝塑膜封装的锂电池作为动力电池，需要使用防水材料额外对电池进行防水封装。在这四种封装方式中圆柱、方形、扣式这三种封装制备的电池完全不具有柔性，而采用软包方法封装制备的电池在特定条件下(电池的厚度很薄，最好厚度小于1mm)可以弯曲。但是通过这种方法制备出的超薄柔性电池具有以下三个问题：第一，电池的容量低，一般小于100mAh；第二，电池的比表面积大；第三，反复弯曲后由于为硬质材料的铝塑膜不能够及时释放应力，在表面会形成应力集中区最后造成电池短路引发安全事故。除了薄的软包电池具有柔性外另外一种方式也可以制备出柔性电池组：是先采用柔性材料制备好柔性的外壳，然后将电池组组装入这种柔性的外壳留出的特定位置后，最后使用胶水将电池组进行密封。如公开号为CN111129383A的专利申请和公告号为CN102544574A的专利，通过高温注塑成型制备柔性的外壳。但是这种方式制备的柔性电池具有以下几个缺点：第一，增加了电池的制备成本，同样容量的电池采用该方法制备的电池成本更高；第二，该方法不利于自动化的大规模生产；第三，该方法制备的电池由于增加了无效的材料，造成同样体积/质量能量密度更低。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种新的电池封装工艺，改善目前电池因为钢壳、铝壳和铝塑膜封装带来防水性差、柔性差、阻燃性差、散热性一般的问题。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：本专利技术提供一种电池的制备方法，包括以下步骤：(1)制备卷芯或叠芯：将正极活性材料涂覆在正极集流体上，将负极活性材料涂覆在负极集流体上，进行辊压和烘干，分别制得正极极片和负极极片，将制得的正极极片、隔膜、负极极片依次卷绕或层叠呈卷芯或叠芯；(2)将制得的卷芯或叠芯置于模具中，注入封装剂的前驱体进行封装，注入电解质，待前驱体聚合后，即制得电池；所述封装剂包括硅胶、硅脂、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。有益效果：采用本专利技术中的制备方法，采用硅胶、硅脂、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷对卷芯、叠芯进行封装，不仅可以使得电芯有很好的防水效果，还可以及时释放在每次弯曲时产生的应力，从而不会因为弯折过程中应力集中而造成电池短路，可以制备任意形状和容量的防水电池。当使用封装材料为硅胶时电池还有很好的阻燃效果。由于在温度超过150℃下长时间处理电池，会使得性能发生快速衰减从而失效，且这种高温失效是不可逆的，本专利技术以封装剂在常温下对电池进行封装，能够有效降低电池的成本，并且不会在封装时破坏电池的性能。本专利技术使用柔性、防水、散热和阻燃材料对卷芯、叠芯进行封装，在源头上使制得的电池具有柔性、防水性、散热性和阻燃性。本专利技术对电芯制备过程进行改进，与现有技术制备的柔性电池相比，采用本专利技术中的工艺制备的电池对于相同容量的电池，采用本专利技术方法制得的电池能量密度更高、成本更低和更加安全，由于使用铝塑膜制备的超薄柔性电池，会在弯曲的过程中因为应力集中破坏电池结构，引发电池短路，而采用本专利技术中电池的制备方法，封装材料可以缓解释放应力从而避免这个问题，电池能量密度可以达到300Wh/kg以上，同时利于电池的大规模生产，降低生产成本。优选地，所述电池的长度大于等于厚度的5倍。有益效果：电池的长度方向指负极极片的长度方向，制得的电池具有优异的弯曲性能和柔性。优选地，所述硅胶包括导热硅胶。有益效果：当封装材料是硅胶中的导热硅胶时，电池还具有很好的散热性能。优选地，将封装后的电池进行老化和化成。优选地，所述老化步骤包括将封装后的电池置于25-80℃静置6-24h。优选地，所述正极活性材料的制备方法包括以下步骤：将正极材料、粘结剂、导电剂和溶剂混合，即制得正极活性材料。优选地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。优选地，所述负极活性材料的制备方法包括以下步骤：将负极材料、粘结剂、导电剂和溶剂混合，即制得负极活性材料。优选地，所述溶剂为去离子水。优选地，所述正极材料包括磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)、镍钴锰三元正极材料(NCM)、镍钴铝三元正极材料(NCA)、Ni(OH)2、NiO(OH)中的一种或多种。优选地，所述负极材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、碳硅负极、钛酸锂、储氢合金、氧化镉粉、锌片中的一种或多种。优选地，所述电解质包括固态电解质和液体电解质。优选地，所述液态电解质包括溶剂和锂盐，所述溶剂包括乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、乙酸乙酯(EA)、四氢呋喃(THF)、乙腈(AN)中的一种或多种，所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、双(全氟乙基磺酰)亚胺锂(LiBETI)和三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)中的一种或多种。优选地，所述液态电解质包括氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液。优选地，所述固态电解质包括无机固态电解质、聚合物电解质和凝胶聚合物电解质。优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氧化乙烯(PEO)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、聚四氟乙烯(PTFE)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)中的一种或多种。优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备卷芯或叠芯：将正极活性材料涂覆在正极集流体上，将负极活性材料涂覆在负极集流体上，进行辊压和烘干，分别制得正极极片和负极极片，将制得的正极极片、隔膜、负极极片依次卷绕或层叠呈卷芯或叠芯；/n(2)将制得的卷芯或叠芯置于模具中心，注入封装剂的前驱体进行封装，注入电解质，待前驱体聚合后，即制得电池；所述封装剂包括硅胶、硅脂、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备卷芯或叠芯：将正极活性材料涂覆在正极集流体上，将负极活性材料涂覆在负极集流体上，进行辊压和烘干，分别制得正极极片和负极极片，将制得的正极极片、隔膜、负极极片依次卷绕或层叠呈卷芯或叠芯；
(2)将制得的卷芯或叠芯置于模具中心，注入封装剂的前驱体进行封装，注入电解质，待前驱体聚合后，即制得电池；所述封装剂包括硅胶、硅脂、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的电池的制备方法，其特征在于：所述电池的长度大于等于厚度的5倍。


3.根据权利要求1所述的电池的制备方法，其特征在于：将封装后的电池进行老化和化成。


4.根据权利要求3所述的电池的制备方法，其特征在于：所述老化步骤包括将封装后的电池置于25-80℃静置6-24...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖栋梁，
申请(专利权)人：深圳信达新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44